架空输电线路雷电在线监测系统的研究与实现

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1、专业学位硕士学位论文架空输电线路雷电在线监测系统的研究与实现ResearchandImplementationofonLineLightningMonitoringSystemforOverheadTransmissionLines作者姓名：王学鹏，工程领域：电气工程，学号：41509038，指导教师：刘蕴红，完成日期：2017.10.05，大连理工大学DalianUniversityofTechnology架空输电线路雷电在线监测系统的研究与实现摘要架空输电线路是电能传输的重要节点，其工作的稳定与否直接影响电网运行的安全。架空输

2、电线路由于需要架设在高山地区，非常容易受雷电袭击。每年因为雷击导致输电线路损坏造成的损失巨大。因此如果能够对架空输电线路的雷电袭击进行检测，则可以为架空输电线路的检修维护带来参考，降低输电线路故障率。然而目前的架空输电线路在线监控系统多是国外产品，其系统复杂，价格较高，布设极为不便。本文设计了一种简便轻型的架空输电线路雷电在线监测系统。其系统部署简单，价格较低，可以很好的满足国内电网的使用。论文首先分析了雷电监测系统设计中的关键问题，讨论了基于罗氏线圈的雷电检测方式，分析了雷电监测系统的防雷和抗干扰问题。其次分析了架空输电线路雷电

3、检测系统的总体设计，讨论了硬件系统和软件系统的架构设计。将硬件单元分成控制器电路、传感器电路、外围接口电路、3G传输模块、GPS定位模块、风光互补发电模块等。详细分析了每个单元器件选型和电路设计，绘制了详细的电路原理图。其中在雷电信息监测设计方面，选择了较为新型的AS3935富兰克林闪电传感器，其可以灵敏的检测到雷电信息，通过与罗氏线圈传感器相互配合，可以实现对雷电电流大小的检测。选用风光互补发电系统作为供电解决方案，避免了对外部供电的依赖。选用GPS模块实现对检测点的定位，同时可以获取GPS时间，实现系统内部时间的统一。设计了温

4、度和湿度检测电路，使得在高温时检测单元休眠，以保护电子器件；当湿度超标时，进行报警，防止箱体漏雨造成设备损坏。论文最后对雷电在线监测系统的软件系统进行分析设计，将其按照功能化分为雷电信息监测子程序、雷电电流大小检测子程序、温湿度检测子程序、3G传输子程序、GPS授时与定位子程序、供电监控子程序、报警以及其他子程序。详细讨论了设计流程，绘制了程序流程图。最后对雷电在线监测系统的功能进行测试，详细分析了单板基础电路的测试和各个硬件单元的功能测试。通过测试发现本系统功能实现，性能良好，满足使用要求。关键词：雷电监测；AS3935；3G传

5、输;风光互补发电--架空输电线路雷电在线监测系统的研究与实现ResearchandimplementationofonlinelightningmonitoringsystemforoverheadtransmissionlinesAbstractOverheadtransmissionlineisanimportantnodeforpowertransmission.Thestabilityoftheoperationwilldirectlyaffectthesafetyofpowergridoperation.Overhead

6、transmissionlinesareveryvulnerabletolightningbecausetheyneedtobeerectedinhighmountains.Eachyear,thedamagecausedbylightningcausedahugelossoftransmissionlines.Therefore,ifthelightningattackofoverheadtransmissionlinescanbedetected,itcanprovidereferenceforthemaintenanceof

7、overheadtransmissionlines.Itcanreducethetransmissionlinefailurerate.However,thecurrentoverheadtransmissionlinemonitoringsystemismostlyforeignproducts.Thesesystemsarecomplex,expensive,andextremelyinconvenienttodeploy.Inthispaper,asimpleandsimplelightningon-linemonitori

8、ngsystemforoverheadtransmissionlinesisdesigned.Thesystemissimpleindeploymentandlowinprice,soitcanmeettheneedsofthedomesticpo